Entwicklungsingenieurin und Hochschullehrerin

Eveline Gottzein wurde am 30. September 1931 in Leipzig geboren. Ihre Eltern waren der Ingenieur Bruno Gottzein und seine Ehefrau Charlotte. Schon als 13-Jährige interessierte sie sich für Technik, wollte Segelfliegerin werden und baute mit Unterstützung ihres Vaters Modellflugzeuge. Nach dem Abitur im Jahr 1949 wurde ihr wegen ihrer bürgerlichen Herkunft in der DDR der Hochschulzugang verweigert. Am Rundfunk- und Fernmeldetechnik-Werk (RFT-Werk) Leipzig absolvierte sie eine betriebliche Ausbildung zur Elektrotechnikerin. Dort arbeitete sie unter anderem mit rückgekoppelten Verstärkern und kam so mit der Regelungstechnik in Berührung, die sie ein Leben lang faszinierte.

Späte Zulassung zum Studium in der DDR

Aufgrund ihres Fleißes und ihrer Begabung durfte sie schließlich doch das Studium der Elektrotechnik an der Technischen Hochschule Dresden beginnen. Von 1952 bis 1957 studierte sie zunächst Elektrotechnik, nach dem Vordiplom Mathematik und Physik. Sie entwickelte eine elektronische Anlage zur Simulation komplexer industrieller Prozesse. Das »Modell zur Synthese und Analyse (MOSYAN)« war 1957 eine der Attraktionen auf der Leipziger Frühjahrsmesse. Zum Ende ihres Studiums flüchtete Gottzein in den Westen. Von 1957 bis 1959 folgte das Studium der Angewandten Mathematik und Regelungstechnik an der Technischen Hochschule Darmstadt, das sie mit dem Mathematik-Diplom abschloss. Zeitweise arbeitete sie als Application Engineer bei Electronic Associates Inc. im Europäischen Simulationszentrum in Brüssel.

Entwicklungsingenieurin bei MBB

Im Jahr 1959 wurde Gottzein Entwicklungsingenieurin bei der Bölkow Entwicklungen KG (später Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH). Sie baute die Hauptabteilung für Regelung und Simulation im späteren Bereich Raumfahrt auf und leitete sie bis zu ihrem Ausscheiden im Jahr 1993. Durch die Mitarbeit am Tieffliegerabwehrsystem »Roland« der »Europa-Rakete« und dem ersten deutsch-französischen Nachrichtensatelliten war Gottzein maßgeblich an der deutsch-französischen Zusammenarbeit in der Raumfahrt- und Rüstungstechnik beteiligt. Von der Persönlichkeit des Firmenchefs Ludwig Bölkow war sie nachhaltig beeindruckt. Sein fachliches Können, seine Bereitschaft, Verantwortung zu übernehmen, und sein Arbeitsethos waren für sie vorbildhaft. Ludwig Bölkow gewährte Gottzein und ihren jungen Mitarbeitern viel Freiheit, was ungeahnte kreative Kräfte freisetzte.

Simulation anhand von mathematischen Modellen

Im damals modernsten europäischen Hybrid-Simulationszentrum für komplexe, technische Systeme erfolgte die Gesamtsimulation der gelenkten Phase anhand von mathematischen Modellen, die damals noch in elektronische Modelle umgesetzt wurden, zur Berechnung des Gesamtsystemverhaltens, sowie zur Festlegung und Abstimmung der Lenkgesetze und Flugregler. Gottzein ergänzte ihr Wissen bezüglich Reaktor- und Flugsimulation in einem Hybridrechenzentrum der US-Firma Electronic Associates in Belgien und England und legte damit die Grundlage für ihren erfolgreichen Einstieg bei der Firma Bölkow KG.

Alle wirklich großen Erfindungen wurden zuerst intuitiv erahnt, dann logisch erhärtet.1

Aufbauend auf den Erfahrungen des DLR bei der Entwicklung des deutsch-französischen Nachrichtensatelliten Symphony etablierte sie den Engineering Prozess für die Entwicklung und Qualifikation von Attitude and Orbit Control Systems (AOCS) von Satelliten, der für die Kommunikationssatelliten der Serie INTELSAT V erstmals konsequent angewendet und später mit großem Erfolg auf alle Kommunikationssatelliten der Firma übertragen wurde. Für die TV-Sat-Serie (TV-Sat1 & 2; TDF1 & 2; Tele-X) leitete Gottzein den Übergang von der analogen zur digitalen AOCS-Implementierung. Die Satelliten wurden in allen AOCS-Modi sowohl in der operationellen Phase als auch in der Transferphase dreiachsenstabilisiert. Gegenüber der damals allgemein üblichen Spin-Stabilisierung war das ein großer Fortschritt.

Trag- und Führsysteme bei Hochgeschwindigkeitsmagnetbahnen

Parallel dazu war Gottzein verantwortlich für den Entwurf, die Entwicklung und die Erprobung von Trag- und Führsystemen bei Hochgeschwindigkeitsmagnetbahnen. Dazu gehörten Systemmodellierung und Simulation, Hardware- und Softwareentwicklung, Integration und Hochgeschwindigkeitstests. Am 6. Mai 1971 wurde das weltweit erste MBB-Prinzipfahrzeug »Magnetmobil« in Ottobrunn bei München präsentiert. An die Stelle von Rad und Schiene bei der herkömmlichen Eisenbahn trat ein berührungsfreies elektromagnetisches, nahezu verschleißfreies Trag-, Führ- und Antriebssystem. Das Fahrzeug wurde von einem Kurzstator-Linearmotor angetrieben und beförderte sechs bis acht Passagiere mit einer Höchstgeschwindigkeit von 90 km/h. Trag- und Führsysteme waren kontur- und plattformbasiert. Die Übergangsfrequenz zwischen den beiden Modi wurde angepasst, um den Fahrkomfort und den Leistungsverbrauch zu optimieren. In das Konzept flossen Erfahrungen aus der Entwicklung des Höhenkontrollsystems der nur wenige Meter über der Meeresoberfläche fliegenden Anti-Schiff-Rakete System »Kormoran« (Typ Sea Skimmer) ein, an der Gottzein persönlich beteiligt war.

»Komponentenmessträger« (KOMET)

Im Jahr 1975 wurde der »Komponentenmessträger« (KOMET) erstmals für die Prüfung von Hochgeschwindigkeitsmagnetbahnen und -komponenten für Höchstgeschwindigkeiten von mehr als 400 km/h eingesetzt. Der Erfolg basierte auf Labortests mit einem für diesen Zweck entwickelten Rotationsprüfstand, die Gottzein durchführte, um das Verhalten der Magnete bei hohen Geschwindigkeiten zu untersuchen und deren Anordnung am Fahrzeug zu optimieren. Bis zu dieser Zeit war die Aussage der »Experten«, dass der Tragkraftabfall bei Geschwindigkeiten von über 180 km/h infolge von Wirbelströmen in der Schiene zu groß sei. Mit dem Rotationsprüfstand konnte dann die Anordnung der Magnete für minimalen Tragkraftabfall verbessert werden.

»Das geht nicht«, war ein Satz, den die engagierte Ingenieurin und Wissenschaftlerin oft hörte, aber immer hinterfragte. Stets konnte sie sich bei ihrer Arbeit auf wohlgesonnene, tüchtige und engagierte Mitarbeiter und Partner verlassen. Im Jahr 1979 wurde auf der Internationalen Verkehrsausstellung (IVA) in Hamburg das erste vollwertige MBB-Hochgeschwindigkeitsmagnetbahnfahrzeug TRANSRAPID 05 in Betrieb genommen. Mit Hilfe des elektromagnetischen Regelsystems wurden die magnetischen Kräfte derart ausgelegt, dass ein etwa 10 mm großer Abstand zwischen den Tragmagneten und den ferromagnetischen Statorpaketen eingehalten wurde. Zur Abstandskontrolle wurden Spaltsensoren eingesetzt. Der Abstand vom Fahrzeugboden zur Fahrbahn betrug ca. 15 cm.

Promotion an der TUM über das »Magnetradkonzept«

Das Trag- und Führsystem basierte auf dem patentierten »Magnetradkonzept«, das Gottzein in ihrer berufsbegleitenden Dissertation »Das Magnetische Rad als autonome Funktionseinheit modularer Trag- und Führsysteme für Magnetbahnen« an der Technischen Universität München entwickelt hatte. 1983 wurde sie zur Dr.-Ing. promoviert. Das »Magnetradkonzept« zeichnet sich durch Hierarchie und Dezentralisierung bis hin zu autonomen Grundmodulen auf der ersten Ebene aus, um ein hohes Maß an funktionaler Redundanz zu unterstützen. Dieses Schlüsselmerkmal garantiert die Fahrzeugsicherheit bei allen Geschwindigkeiten. Eines von acht Trag- und Führungsmodulen kann ohne Leistungseinbußen ausfallen. Das Konzept wurde in den verbesserten Versuchsträger TRANSRAPID 06 übernommen, der 1988 auf der Teststrecke im Emsland eine Spitzengeschwindigkeit von 412,6 km/h erreichte. Doch fand die Transrapid-Technik in Deutschland keinen kommerziellen Anwender. Im chinesischen Shanghai steht seit dem 31. Dezember 2002 eine Transrapidstrecke als Flughafenzubringer erfolgreich in Betrieb.

Ich war fasziniert von den Chancen und entschlossen diese weitestgehend zu nutzen.

Wissenschaftlicher Beraterin der Airbus GmbH

Für die Airbus GmbH arbeitete Eveline Gottzein als wissenschaftliche Beraterin bei der Entwicklung eines GPS-Empfängers, der auf kommerzielle Raumfahrzeuganwendungen zugeschnitten ist. Der Single-Board-L1-Receiver basiert auf Software-Korrelation und ist entweder in das Avionic-System integriert oder funktioniert als Stand-Alone-Receiver. Das Besondere des Konzepts ist, dass der weltraumtaugliche GPS-Empfänger auch zur Navigation in großen Höhen oberhalb der Flugbahnen der GPS-Konstellation einsetzbar ist, und zwar unter Nutzung des »Spill-over« an elektromagnetischer Strahlung. Der Empfänger wird erfolgreich im Weltraum auf einem geostationären Kommunikationssatelliten erprobt, d. h. in einer Höhe von circa 36 000 km. Die Navigationsgenauigkeit ist besser als 100 Meter. Der noch leistungsfähigere Nachfolger nutzt sowohl GPS als auch Galileo-Signale und ist ebenfalls schon zur Flugerprobung im Weltraum. Eveline Gottzein beriet auch bei der Entwicklung eines Lage-, Kurs- und Positionssensors auf der Basis weiterentwickelter Bildverarbeitung mit Active-Pixel-Detektortechnologie. Der Sensor und die Ergebnisse der Flugversuche wurden 2003 auf dem »4th ESA Round Table on Micro/Nano Technologies for Space« vorgestellt.

Honorarprofessorin an der Universität Stuttgart

Neben ihrer beruflichen Tätigkeit ist Gottzein seit 1989 als Lehrbeauftragte für das Fach »Regelungsprobleme in der Raumfahrt« an der Universität Stuttgart tätig und wurde 1996 zur Honorarprofessorin für Luft- und Raumfahrttechnik ernannt. Seit 2005 lehrt sie im Rahmen von Erasmus Mundus im European Space Master Graduate Programm »Space Dynamics and Controls«. Nach ihrem Ausscheiden beriet sie ab 1993 die Deutsche Aerospace AG, später Daimler-Benz Aerospace AG, später (EADS) Astrium GmbH, heute Geschäftsbereich Airbus Defence and Space der Airbus Group. Gottzein wurden fünf Patente in den Bereichen Magnetschwebe- und Raumfahrttechnik zuerkannt. Neben ihrer Dissertation entstanden zahlreiche Veröffentlichungen auf den Gebieten Bahn- und Lageregelung von Satelliten und Trägerfahrzeugen, Trag- und Führsysteme von Magnetbahnen und Satellitennavigation im Weltraum, speziell von Raumfahrzeugen in großen Höhen.

Auszeichnung mit dem Werner-von-Siemens-Ring

Als bisher einzige Frau wurde sie 1993 mit dem Werner-von-Siemens-Ring für ihre Leistungen bei der Entwicklung von Regelungssystemen für Hochgeschwindigkeitsmagnetbahnen, Satelliten und andere Weltraumfahrzeuge ausgezeichnet. 1996 wurde ihr der Bayerische Verdienstorden, 1998 der Bayerische Maximiliansorden für Wissenschaft und Kunst sowie 2000 das Große Bundesverdienstkreuz verliehen. Im Jahr 2007 wurde Gottzein zum Fellow des American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), im Jahr darauf zum Fellow der International Federation Automatic Control (IFAC) berufen. Die Technische Universität München ernannte die herausragende Wissenschaftlerin 2011 zur Ehrenprofessorin (TUM Distinguished Affiliated Professor).

1. Zit. nach Martin Morlock: Verschiebung. Der Spiegel, 17.1.1966, S. 89 (letzter Zugriff 28.9.2017).

 

„Ich bin zäh und gebe nie auf.“ Lesen Sie auch das Interview mit Professorin Eveline Gottzein im KontakTUM 1/2018.